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液状化地盤上の盛土耐震補強技術の開発(その3)

3次元静的残留変形解析による補強効果シミュレーション

小林 真貴子*1・藤原 斉郁・立石 章・青木 智幸

盛土などの土構造物を含め,道路や鉄道など線状構造物の耐震性向上は,地震後の物流ネットワーク確保の面で非常に重要である。著者らは,液状化の懸念される軟弱地盤上の既設盛土構造物を対象とし,沈下など地震による多少の変形は許容しながらも必要な機能維持を経済的に図る新たな耐震補強法(クロスアンカー工法)を提案してきた。本研究では,この補強法の合理的設計法の確立を目的として,実績のある液状化の影響を考慮した2次元静的残留変形解析法(ALID)を新たに3次元に拡張した。これを用いて,これまで実施した遠心模型実験モデルについて解析を行った結果,補強により盛土沈下が抑制される様子など実験結果を定量的にシミュレートすることが出来た。さらに,道路や鉄道など実際の寸法を想定したモデルについても解析を行ったところ,盛土天端の沈下が抑制され,盛土寸法が大きい場合も補強効果が得られることが確認された。

キーワード:  盛土,耐震補強,液状化,グランドアンカー,数値解析

*1 技術センター 土木技術研究所 地盤・岩盤研究室

Development of a Reinforcement Method for an Existing Embankment on Liquefiable Ground (Third Report)

Effectiveness of Reinforcement Simulated Using 3D Static Residual Deformation Analysis

Makiko KOBAYASHI*1, Tadafumi FUJIWARA*, Akira TATEISHI* and Tomoyuki AOKI*

Improving the earthquake resistance of longitudinal geotechnical engineering structures, such as roads and railways, is extremely important for ensuring that the logistics network is functional after earthquake. The authors have proposed a new measure (Cross-anchor method) for reinforcing existing embankments against earthquake-induced liquefaction in which some displacement is acceptable so long as the embankment remains economically viable. In this study, in order to establish a rational design methodology for this reinforcement method, a widely-used 2D “static residual deformation analysis (ALID)” code was extended to three dimensions. Using the developed analysis method, a centrifuge model test of the reinforced embankment expressed well the reinforcing effects and modes of deformation. Furthermore, the analysis of road and railway embankment models showed that the reinforced model had less settlement than the non-reinforced model, suggesting that this method would be useful for full-size models.

Keywords:  embankment, reinforcement against earthquake, liquefaction, ground anchor, numerical analysis

*1 Soil and Rock Engineering Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center